CN107403450A - 一种无人机定点降落的方法及装置 - Google Patents

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CN107403450A CN201710409346.0A CN201710409346A CN107403450A CN 107403450 A CN107403450 A CN 107403450A CN 201710409346 A CN201710409346 A CN 201710409346A CN 107403450 A CN107403450 A CN 107403450A
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Abstract

本发明公开了一种无人机定点降落的方法及装置，该方法包括以下步骤：监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；采集对地图像信息；根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。本发明通过所采集的对地图像信息中的颜色信息来判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，在确定目标降落点位于所采集的对地图像中后计算并控制无人机按照计算所得到的位置信息降落，可实现无人机精准的降落在目标降落点上。

Description

一种无人机定点降落的方法及装置
【技术领域】
本发明涉及一种无人机定点降落的方法及装置。
【背景技术】
无人机的用途越来越广阔，无人机行业也就越来越火爆了，然而无人机如何精准的降落是任何无人机用应的企业都必须关注的问题，现有技术中有指望提高GPS的精度以实现无人机精准降落的方案，可是目前GPS的精度还不足以使无人机能精准降落在指定位置，且GPS的精度越高其成本也就越大，所以如何提供一种能指引无人机定点降落的方法是一些无人机用应企业所需要解决的问题。
通过识别特定的图案来指引无人机精准降落的方案，这种方案可以实现无人机精准的定点降落，如何提供一种不同于识别特定图案的方式以确保无人机精准的定点降落也是一些无人机用应企业所需要解决的问题。
【发明内容】
本发明优选实施例的主要目的是提供一种无人机定点降落的方法，旨在解决现有无人飞无法精准降落在指定位置的问题。
本发明实施例公开了一种无人机定点降落的方法，其包括以下步骤：
监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；
采集对地图像信息；
根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。
优选地，若所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则：
进行环绕飞行；
实时采集对地图像信息，并记录采集点的信息；
根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
根据所述位置信息以及所记录的采集点的信息，降落到所述目标降落点。
优选地，所述目标降落点被处理成固定的预设单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色。
优选地，所述根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中的具体步骤包括：
获取所采集的对地图像中各像素点的RGB值；
根据RGB值与YUV值之间的关系，分离亮度与色彩以获取仅包含UV值的第一色彩信号和第二色彩信号以及包含YUV值的第一亮度信号；
根据第一亮度信号对第一色彩信号和第二色彩信号进行处理以得到第一色彩处理信号和第二色彩处理信号；
判断所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号是否位于预设范围内；
若存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
优选地，在判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点之前还包括：
判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状；或者，判断该连续的像素点所组成的图像面积是否为预设的面积；
若是，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
本发明还公开了一种无人机定点降落的装置，其包括：
监控模块，用于在监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；
图像采集模块，用于采集对地图像信息；
判断模块，用于根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
计算模块，在所述判断模块判断所述目标降落点位于所采集的对地图像中时，按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
飞行模块，用于根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。
优选地，所述飞行模块，在所述判断模块判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中时，还用于进行环绕飞行；
图像采集模块，在所述飞行模块进行环绕飞行时，还用于实时采集对地图像信息，并记录采集点的信息；
所述飞行模块，在所述判断模块判断出目标降落点位于所采集的对地图像中后，还用于根据所述计算模块所计算出的无人机相对所述目标降落点的位置信息以及所记录的采集点的信息，降落到所述目标降落点。
优选地，所述目标降落点被处理成固定的预设单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色。
优选地，所述判断模块包括：
获取单元，用于获取所采集的对地图像中各像素点的RGB值；
分离单元，用于根据RGB值与YUV值之间的关系，分离亮度与色彩以获取仅包含UV值的第一色彩信号和第二色彩信号以及包含YUV值的第一亮度信号；
处理单元，用于根据第一亮度信号对第一色彩信号和第二色彩信号进行处理以得到第一色彩处理信号和第二色彩处理信号；
第一判断单元，用于判断所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号是否位于预设范围内；
第二判断单元，用于在存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
优选地，所述第二判断单元还用于在存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内时，判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状；或者，判断该连续的像素点所组成的图像面积是否为预设的面积；若是，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
本发明实施例所公开的无人机定点降落的方法，在监测到无人机航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；在降落模式开启后，摄像头就会对地采集图像信息；在获取到对地图像信息后，将根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，也即图像信息中所包含的颜色信息就将成为判断目标降落点的关键信息；若判断目标降落点位于所采集的对地图像中，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；最后根据位置信息，降落到所述目标降落点。本发明通过所采集的对地图像信息中的颜色信息来判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，在确定目标降落点位于所采集的对地图像中后计算并控制无人机按照计算所得到的位置信息降落，可实现无人机精准的降落在目标降落点上。
【附图说明】
图1为本发明优选实施例中无人机定点降落的方法的流程示意图；
图2为图1中步骤S03的优选实施例中的具体流程示意图；
图3为图1中步骤S04中确定位置信息的示意图；
图4为本发明优选实施例中无人机定点降落的装置的示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，且下面所描述的技术特征之间只要不相互矛盾均可相互组合。
本发明一优选实施例公开了一种无人机定点降落的方法，其包括以下步骤：
步骤S01，监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；
无人机先通过GPS航行到目标降落点所在区域，即先通过GPS进行初定位，在监测到无人机飞到了目标降落点所在区域时，启动降落模式。
降落模式开启后，无人机将进行悬停操作，且无人机所搭载的摄像头将开启并实时进行拍照。在其他实施例中，降落模式开启后，无人机也可以不进行悬停操作，可以进行匀速环绕飞行。如果无人机进行环绕飞行，则摄像头在进行拍照的同时也需要记录拍摄点的信息以便于无人机能够回到该拍摄点，其中该拍摄点的信息包括时间信息，以及环绕飞行的速度和环绕半径等。后续实施例将以无人机进入悬停状态进行描述。
可以理解的是，本发明所述的目标降落点实际上是指一个无人机降落平台，其具有一定的面积。
步骤S02，采集对地图像信息；
在无人机启动降落模式后，无人机将进行悬停操作，无人机所搭载的摄像头将开启并实时进行拍照以采集对地图像信息。此时的摄像头需要是朝向地面的，即在无人机没有俯仰角和横滚角时，摄像头朝向地面。为了便于后续的计算，摄像头的正向与无人机的机头方向一致，也即图像像素点的竖坐标与无人机的机头方向一致。
步骤S03，根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
在采集到对地图像信息后，根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，并根据预设的目标降落点的颜色，可以知晓目标降落点是否位于所采集的对地图像中，并在目标降落点位于所采集的对地图像中时可知晓目标降落点相对所采集的对地图像的中心的方位和距离，即可知晓目标降落点位于所采集的对地图像中的哪个位置。
判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中是基于样本数据，即先需要对目标降落点进行采样，为了保证结果的正确性，可采用与步骤S02中所用的摄像头一样的摄像头，以及采集不同亮度下的样本图像，如不同时间的样本图像，即后续的判断依据均是基于样本图像。
其中，根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中，其具体步骤包括：
步骤S031，获取所采集的对地图像中各像素点的RGB值；
步骤S032，根据RGB值与YUV值之间的关系，分离各像素点的亮度与色彩以获取各像素点的仅包含UV值的第一色彩信号和第二色彩信号以及包含YUV值的第一亮度信号；
YUV与RGB相互转换的公式如下(RGB取值范围均为0-255)：
R＝Y+1.14V
G＝Y-0.39U-0.58V
B＝Y+2.03U
其中，R、G、B分别为三基色参与混合的系数。当三基色分量都为0(最弱)时混合为黑色光；而当三基色分量都为k(最强)时混合为白色光。调整R、G、B三个系数的值，可以混合出介于黑色光和白色光之间的各种各样的色光。其中，Y为亮度信号，U和V为两个色彩信号。
每个像素点R、G、B值的大小范围都是0--255；所有的组合有255*255*255＝16581375种，由于这个数很庞大，在嵌入式设备上由于MCU主频和RAM大小的限制，很难处理。本发明实施例对样本图像和所采集的图像进行处理：
可对上述转换公式进行处理，即去掉亮度信号Y，用两个色彩信号U和V来区分物体，即得到下面的这个公式：
UU＝R-G＝1.72V+0.39V
VV＝B-G＝2.42U+0.58V
CC＝R+G+B＝3Y+0.56V+1.64U
其中，UU为第一色彩信号，VV为第二色彩信号，CC为第一亮度信号。
而UU和VV的范围是-255到510，可能的值的个数各为765种。同时，很小的值对色彩影响不大，所以可减小对数据低位的运算来减小运算量。
步骤S033，根据各像素点的第一亮度信号分别对各像素点的第一色彩信号和第二色彩信号进行处理以得到各像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号；
将色彩信号放大，并考虑亮度信号，达到弱化亮度信号的目的，
MM＝(UU<<15)/CC(UU乘215，再除CC)
NN＝(VV<<15)/CC(VV乘215，再除CC)
其中，MM为第一色彩处理信号，NN为第二色彩处理信号。
步骤S034，判断各像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号是否位于预设范围内；
每个像素点都对应有MM和NN值，假如要将样本图像中80％的像素点都囊括进来，并找到MM_max,MM_min,NN_max,NN_min 4个值，即样本图像中80％的像素点所对应的MM和NN值满足：
MM_min<＝MM<＝MM_max,且
NN_min<＝NN<＝NN_max
在程序进行处理时，可以将第一色彩处理信号、第二色彩处理信号进行移位处理以合并成一个一段二进制的代码，即仅需判断该段二进制的代码是否在预设范围内。当然也可以对第一色彩处理信号和第二色彩处理信号分别进行判断。
步骤S035，若存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
目标降落点具有一定的面积，所以必须要是连续的多个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，才可能判断该对地的图像信息中包含有目标降落点的信息。
该步骤S035中的预设个像素点可以是一个固定值。优选的该预设个像素点的个数不是一个固定值，该个数是根据摄像头的视场角、目标降落点的面积以及拍摄时摄像头距离目标降落点的高度确定的，因摄像头的视场角、目标降落点的面积是可以确定的，拍摄时摄像头距离目标降落点的高度可通过测距传感器测量得到，根据这两个值可以知晓目标降落点在所拍摄的图像中的像素点的个数，即确定预设个像素点的个数。
若存在连续的预设个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
在优选实施例中，为了进一步保证上述连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点，在步骤S035中判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点之前还包括：判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状；若是，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
在一些特殊的情况下，可能存在具有预设多个的像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，但却不是目标降落点所对应的像素点。此时可能存在两处连续的预设个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，也可能只拍摄到一处连续的预设个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，但其并不是目标降落点所对应的像素点。
为了避免在上述特殊情况下出现失误，可以再次判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状，即在上述步骤之前的判断方法均与图像无关，仅与颜色有关。
若判断该连续的像素点所组成的图像形状为预设的形状，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
在具体实施例中，对于进一步保证上述连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点的方法还可以是：判断该连续的像素点所组成的图像面积是否为预设的面积。
也可以是，只有同时满足该连续的像素点所组成的图像形状为预设的形状，以及该连续的像素点所组成的图像为预设的面积时，才判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
步骤S04，若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
若在步骤S03中判断所述目标降落点位于所采集的对地图像中，在图像中，假设图像中心点O1的坐标为(X1，Y1)，目标降落点的中心点O2的坐标为(X2，Y2)，图像中目标降落点的边长(因像素点是正方形)占n个像素点，目标降落点的实际直径或边长为d，则：
|Δx|＝|x2-x1|*(d/n)；
|Δy|＝|y2-y1|*(d/n)；
若x2-x1>0，且y2-y1>0，则目标降落点在无人机的方位角Δθ＝θ；
若x2-x1<0，且y2-y1>0，则目标降落点在无人机的方位角Δθ＝180°-θ；
若x2-x1>0，且y2-y1<0，则目标降落点在无人机的方位角Δθ＝-θ；
若x2-x1<0，且y2-y1<0，则目标降落点在无人机的方位角
Δθ＝-(180°-θ)；
其中，|Δz|和Δθ是无人机相对所述目标降落点的位置信息。
步骤S05，根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。
本发明实施例所公开的无人机定点降落的方法，在监测到无人机航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；在降落模式开启后，摄像头就会对地采集图像信息；在获取到对地图像信息后，将根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，也即图像信息中所包含的颜色信息就将成为判断目标降落点的关键信息；若判断目标降落点位于所采集的对地图像中，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；最后根据位置信息，降落到所述目标降落点。本发明通过所采集的对地图像信息中的颜色信息来判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，在确定目标降落点位于所采集的对地图像中后计算并控制无人机按照计算所得到的位置信息降落，可实现无人机精准的降落在目标降落点上。
若在步骤S03中判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则进行以下步骤：
步骤S06，进行环绕飞行；
可以以上述步骤S01中的降落模式中的悬停点为圆心，以预设的半径为圆进行环绕飞行。也可以以上述步骤S01中的降落模式中的悬停点为中心，以预设的边长为正方形进行环绕飞行。在优选实施例中，无人机以匀速进行环绕飞行。
步骤S07，实时采集对地图像信息，并记录采集点的信息；
在环绕飞行的过程中实时采集对地图像信息，此时可以是拍照也可以是录像，并记录采集点的信息以便于无人机能够回到该记录点，其中该记录点的信息包括时间信息，以及环绕飞行的速度和环绕半径等。
步骤S08，根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
该步骤S08与上述步骤S03相同，请参照上述步骤S03，在此不再赘述。
步骤S09，若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
该步骤S09与上述步骤S04相同，请参照上述步骤S04，在此不再赘述。
步骤S10，根据所述位置信息以及所记录的采集点的信息，降落到所述目标降落点。
因为上述位置信息的确定是无人机处于运动状态获得的，所以需要在步骤S07需要记录采集点的信息，且在该步骤S10需要结合位置信息以及所记录的采集点的信息，以确定无人机的飞行路径，进而保证无人机降落到目标降落点。
在具体实施例中，上述步骤S06中进行环绕飞行的动作可以变形成偏置飞行，该偏置飞行是指：无人机以步骤S01中的悬停点为原点，首先向一个方向D1飞行一个距离，然后进行悬停，转到步骤S02；若在步骤S03中还是判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则无人机以上述原点，向另一方向D2飞行一个距离，然后进行悬停，再转到步骤S02；若在步骤S03中还是判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则无人机以上述原点，向与D1、D2所在方向垂直的一个方向D3飞行一个距离，然后进行悬停，再转到步骤S02；若在步骤S03中还是判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则无人机以上述原点，向与D1、D2所在方向垂直的另一个方向D4飞行一个距离，然后进行悬停，再转到步骤S02。一般情况下肯定能找到目标降落点，如果还是不能找到目标降落点，则判断GPS是否正常，如果GPS正常则再通过GPS定位或者调整上述距离。
在具体实施例中，目标降落点被处理成固定的预设单一颜色，如目标降落点被刷成红色，单一颜色可以是但不限于是红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色或者紫色。
在其他具体实施例中，目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色，此时需要目标降落点具有通信功能，目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色，可以是能发但不限于发红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色或者紫色的灯。
在其他变形实施例中，目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色，此时需要目标降落点具有通信功能，目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色，可以是能发但不限于发红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色或者紫色的灯，也可以两个或多个灯，该两个或多个灯所能发的光的颜色不一样，则一个周期内该两个或多个灯依次被点亮。
目标降落点被处理成固定的预设单一颜色，成本最低；目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色，可以避免非法的无人机降落；目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色，可以避免环境中的其他单一颜色的物体干扰。
本发明另一优选实施例公开了一种无人机定点降落的装置，其包括监控模块10、图像采集模块20、判断模块30、计算模块40和飞行模块50，其中：
监控模块10，用于监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；
无人机先通过GPS航行到目标降落点所在区域，即先通过GPS进行初定位，监控模块10在监测到无人机飞到了目标降落点所在区域时，启动降落模式。
降落模式开启后，无人机将进行悬停操作，且无人机所搭载的摄像头将开启并实时进行拍照。可以理解的是，降落模式开启后，无人机也可以不进行悬停操作，可以进行匀速环绕飞行。如果无人机进行环绕飞行，则摄像头在进行拍照的同时也需要记录拍摄点的信息以便于无人机能够回到该拍摄点，其中该拍摄点的信息包括时间信息，以及环绕飞行的速度和环绕半径等。后续实施例将以无人机进入悬停状态进行描述。
可以理解的是，本发明所述的目标降落点实际上是指一个无人机降落平台，其具有一定的面积。
图像采集模块20，用于采集对地图像信息；
在无人机启动降落模式后，无人机将进行悬停操作，无人机所搭载的摄像头将开启并实时进行拍照以采集对地图像信息。此时的图像采集模块20如摄像头需要是朝向地面的，即在无人机没有俯仰角和横滚角时，摄像头朝向地面。为了便于后续的计算，摄像头的正向与无人机的机头方向一致，也即图像像素点的竖坐标与无人机的机头方向一致。
判断模块30，用于根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
在图像采集模块20采集到对地图像信息后，判断模块30根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，并根据预设的目标降落点的颜色，可以知晓目标降落点是否位于所采集的对地图像中，并可知晓目标降落点相对所采集的对地图像的中心的方位和距离，即可知晓目标降落点位于所采集的对地图像中的哪个位置。
其中，判断模块30具体包括获取单元301、分离单元302、处理单元303、第一判断单元304和第二判断单元305，其中：
获取单元301，用于获取所采集的对地图像中各像素点的RGB值；
分离单元302，用于根据RGB值与YUV值之间的关系，分离各像素点的亮度与色彩以获取各像素点的仅包含UV值的第一色彩信号和第二色彩信号以及包含YUV值的第一亮度信号；
YUV与RGB相互转换的公式如下(RGB取值范围均为0-255)：
Y＝0.299R+0.587G+0.114B
U＝-0.147R-0.289G+0.436B
V＝0.615R-0.515G-0.100B
其中，R、G、B分别为三基色参与混合的系数。当三基色分量都为0(最弱)时混合为黑色光；而当三基色分量都为k(最强)时混合为白色光。调整R、G、B三个系数的值，可以混合出介于黑色光和白色光之间的各种各样的色光。其中，Y为亮度信号，U和V为两个色彩信号。
然后对上述转换公式进行处理，即去掉亮度信号Y，用两个色彩信号U和V来区分物体，即得到下面的这个公式：
UU＝R-G＝1.72V+0.39V
VV＝B-G＝2.42U+0.58V
CC＝R+G+B＝3Y+0.56V+1.64U
其中，UU为第一色彩信号，VV为第二色彩信号，CC为第一亮度信号。
处理单元303，用于根据各像素点的第一亮度信号分别对各像素点的第一色彩信号和第二色彩信号进行处理以得到各像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号；
将色彩信号放大，并考虑亮度信号，达到弱化亮度信号的目的，
U’U’＝(UU<<15)/CC
V’V’＝(VV<<15)/CC
其中，U’U’为第一色彩处理信号，V’V’为第二色彩处理信号。
第一判断单元304，用于判断各像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号是否位于预设范围内；
在程序进行处理时，可以将第一色彩处理信号、第二色彩处理信号进行移位处理以合并成一个一段二进制的代码，即仅需判断该段二进制的代码是否在预设范围内。当然也可以对第一色彩处理信号和第二色彩处理信号分别进行判断。
第二判断单元305，用于在存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内时，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
目标降落点具有一定的面积，所以必须要是连续的多个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，才可能判断该对地的图像信息中包含有目标降落点的信息。
该预设个像素点可以是一个固定值。优选的该预设个像素点的个数不是一个固定值，该个数是根据摄像头的视场角、目标降落点的面积以及拍摄时摄像头距离目标降落点的高度确定的，因摄像头的视场角、目标降落点的面积是可以确定的，拍摄时摄像头距离目标降落点的高度可通过测距传感器测量得到，根据这两个值可以知晓目标降落点在所拍摄的图像中的像素点的个数，即确定预设个像素点的个数。
若存在连续的预设个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
在优选实施例中，为了进一步保证上述连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点，第二判断单元305还用于判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状；若是，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
在一些特殊的情况下，可能存在具有预设多个的像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，但却不是目标降落点所对应的像素点。此时可能存在两处连续的预设个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，也可能只拍摄到一处连续的预设个像素点的第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，但其并不是目标降落点所对应的像素点。
为了避免在上述特殊情况下出现失误，可以再次判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状，即在判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状之前的判断方法均与图像无关，仅与颜色有关。
若判断该连续的像素点所组成的图像形状为预设的形状，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
在具体实施例中，对于进一步保证上述连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点的方法还可以是：判断该连续的像素点所组成的图像面积是否为预设的面积。
也可以是，只有同时满足该连续的像素点所组成的图像形状为预设的形状，以及该连续的像素点所组成的图像为预设的面积时，才判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
计算模块40，在所述判断模块30判断所述目标降落点位于所采集的对地图像中时，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
若所述判断模块30判断所述目标降落点位于所采集的对地图像中，在图像中，假设图像中心点O1的坐标为(X1，Y1)，目标降落点的中心点O2的坐标为(X2，Y2)，图像中目标降落点的边长(因像素点是正方形)占n个像素点，目标降落点的实际直径或边长为d，则：
|Δx|＝|x2-x1|*(d/n)；
|Δy|＝|y2-y1|*(d/n)；
若x2-x1>0，且y2-y1>0，则目标降落点在无人机的方位角Δθ＝θ；
若x2-x1<0，且y2-y1>0，则目标降落点在无人机的方位角Δθ＝180°-θ；
若x2-x1>0，且y2-y1<0，则目标降落点在无人机的方位角Δθ＝-θ；
若x2-x1<0，且y2-y1<0，则目标降落点在无人机的方位角
Δθ＝-(180°-θ)；
其中，|Δz|和Δθ是无人机相对所述目标降落点的位置信息。
飞行模块50，用于根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。
本发明实施例所公开的无人机定点降落的装置，在监控模块10监测到无人机航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；在降落模式开启后，图像采集模块20如摄像头就会对地采集图像信息；在获取到对地图像信息后，判断模块30将根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，也即图像信息中所包含的颜色信息就将成为判断目标降落点的关键信息；若判断目标降落点位于所采集的对地图像中，则计算模块40按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；最后飞行模块50根据位置信息，降落到所述目标降落点。本发明通过所采集的对地图像信息中的颜色信息来判断目标降落点是否位于所采集的对地图像中，在确定目标降落点位于所采集的对地图像中后计算并控制无人机按照计算所得到的位置信息降落，可实现无人机精准的降落在目标降落点上。
若判断模块30判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则所述飞行模块50，还用于进行环绕飞行。
可以以上述监控模块10所启动的降落模式中的悬停点为圆心，以预设的半径为圆进行环绕飞行。也可以以上述监控模块10所启动的降落模式中的悬停点为中心，以预设的边长为正方形进行环绕飞行。在优选实施例中，无人机以匀速进行环绕飞行。
所述图像采集模块20，在所述飞行模块进行环绕飞行时，还用于实时采集对地图像信息，并记录采集点的信息。
在环绕飞行的过程中实时采集对地图像信息，此时可以是拍照也可以是录像，并记录采集点的信息以便于无人机能够回到该记录点，其中该记录点的信息包括时间信息，以及环绕飞行的速度和环绕半径等。
判断模块30，根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；该处判断模块30同上判断模块30，在此不再赘述。
计算模块40在判断模块30判断所述目标降落点位于所采集的对地图像中时，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；该处计算模块40同上计算模块40，在此不再赘述。
所述飞行模块50，还用于根据所述位置信息以及所记录的采集点的信息，降落到所述目标降落点。
因为上述位置信息的确定是无人机处于运动状态获得的，所以需要所述图像采集模块20记录采集点的信息，且所述飞行模块50需要结合位置信息以及所记录的采集点的信息，以确定无人机的飞行路径，进而保证无人机降落到目标降落点。
在具体实施例中，所述飞行模块50进行环绕飞行的动作可以变形成偏置飞行，该偏置飞行是指：无人机以监控模块10所启动的降落模式中的悬停点为原点，首先向一个方向D1飞行一个距离，然后进行悬停；若判断模块30还是判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则无人机以上述原点，向另一方向D2飞行一个距离，然后进行悬停；若判断模块30还是判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则无人机以上述原点，向与D1、D2所在方向垂直的一个方向D3飞行一个距离，然后进行悬停；若判断模块30还是判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则无人机以上述原点，向与D1、D2所在方向垂直的另一个方向D4飞行一个距离，然后进行悬停。一般情况下肯定能找到目标降落点，如果还是不能找到目标降落点，则判断GPS是否正常，如果GPS正常则再通过GPS定位或者调整上述距离。
在具体实施例中，目标降落点被处理成固定的预设单一颜色，如目标降落点被刷成红色，单一颜色可以是但不限于是红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色或者紫色。
在其他具体实施例中，目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色，此时需要目标降落点具有通信功能，目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色，可以是能发但不限于发红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色或者紫色的灯。
在其他变形实施例中，目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色，此时需要目标降落点具有通信功能，目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色，可以是能发但不限于发红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色或者紫色的灯，也可以两个或多个灯，该两个或多个灯所能发的光的颜色不一样，则一个周期内该两个或多个灯依次被点亮。
目标降落点被处理成固定的预设单一颜色，成本最低；目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色，可以避免非法的无人机降落；目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色，可以避免环境中的其他单一颜色的物体干扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机定点降落的方法，其特征在于，包括以下步骤：
监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；
采集对地图像信息；
根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。
2.如权利要求1所述的无人机定点降落的方法，其特征在于，若所述目标降落点未位于所采集的对地图像中，则：
进行环绕飞行；
实时采集对地图像信息，并记录采集点的信息；
根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
若是，则按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
根据所述位置信息以及所记录的采集点的信息，降落到所述目标降落点。
3.如权利要求1或2所述的无人机定点降落的方法，其特征在于，所述目标降落点被处理成固定的预设单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色。
4.如权利要求1或2所述的无人机定点降落的方法，其特征在于，所述根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中的具体步骤包括：
获取所采集的对地图像中各像素点的RGB值；
根据RGB值与YUV值之间的关系，分离亮度与色彩以获取仅包含UV值的第一色彩信号和第二色彩信号以及包含YUV值的第一亮度信号；
根据第一亮度信号对第一色彩信号和第二色彩信号进行处理以得到第一色彩处理信号和第二色彩处理信号；
判断所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号是否位于预设范围内；
若存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
5.如权利要求4所述的无人机定点降落的方法，其特征在于，在判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点之前还包括：
判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状；或者，判断该连续的像素点所组成的图像面积是否为预设的面积；
若是，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
6.一种无人机定点降落的装置，其特征在于，包括：
监控模块，用于在监测到航行于目标降落点所在区域时，启动降落模式；
图像采集模块，用于采集对地图像信息；
判断模块，用于根据所采集的对地图像信息中的颜色信息，判断所述目标降落点是否位于所采集的对地图像中；
计算模块，在所述判断模块判断所述目标降落点位于所采集的对地图像中时，按照预置规则，计算无人机相对所述目标降落点的位置信息；
飞行模块，用于根据所述位置信息，降落到所述目标降落点。
7.如权利要求6所述的无人机定点降落的装置，其特征在于，
所述飞行模块，在所述判断模块判断所述目标降落点未位于所采集的对地图像中时，还用于进行环绕飞行；
图像采集模块，在所述飞行模块进行环绕飞行时，还用于实时采集对地图像信息，并记录采集点的信息；
所述飞行模块，在所述判断模块判断出目标降落点位于所采集的对地图像中后，还用于根据所述计算模块所计算出的无人机相对所述目标降落点的位置信息以及所记录的采集点的信息，降落到所述目标降落点。
8.如权利要求6或7所述的无人机定点降落的装置，其特征在于，所述目标降落点被处理成固定的预设单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，变换成预设的单一颜色；或者，
所述目标降落点在接收到降落信息后，以预设周期闪烁预设的单一颜色。
9.如权利要求6或7所述的无人机定点降落的装置，其特征在于，所述判断模块包括：
获取单元，用于获取所采集的对地图像中各像素点的RGB值；
分离单元，用于根据RGB值与YUV值之间的关系，分离亮度与色彩以获取仅包含UV值的第一色彩信号和第二色彩信号以及包含YUV值的第一亮度信号；
处理单元，用于根据第一亮度信号对第一色彩信号和第二色彩信号进行处理以得到第一色彩处理信号和第二色彩处理信号；
第一判断单元，用于判断所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号是否位于预设范围内；
第二判断单元，用于在存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
10.如权利要求9所述的无人机定点降落的装置，其特征在于，所述第二判断单元还用于在存在连续的预设个像素点的所述第一色彩处理信号和第二色彩处理信号位于预设范围内时，判断该连续的像素点所组成的图像形状是否为预设的形状；或者，判断该连续的像素点所组成的图像面积是否为预设的面积；若是，则判断该连续的像素点为所述目标降落点所对应的像素点。
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